一種高過載能力配電變壓器應(yīng)用邊界條件的確定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高過載能力配電變壓器應(yīng)用邊界條件的確定方法，包括步驟1：依據(jù)臺區(qū)的負荷特性指標(biāo)初步確定備選配電變壓器的類型和容量；步驟2：計算每種類型配電變壓器的全壽命周期成本；步驟3：校驗采用全壽命周期成本最小的配電變壓器后的臺區(qū)年平均負載率和戶均最大負荷值，從而確定高過載能力配電變壓器應(yīng)用邊界條件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種高過載能力配電變壓器應(yīng)用邊界條件的確定方法，通過全壽命周期成本確定各類變壓器的適用邊界條件，可以有效提高配電變壓器運行的經(jīng)濟性和安全性。
【專利說明】一種高過載能力配電變壓器應(yīng)用邊界條件的確定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種配電變壓器應(yīng)用邊界條件的確定方法，具體涉及一種高過載能力配電變壓器應(yīng)用邊界條件的確定方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電網(wǎng)用電不平衡會嚴重影響配電變壓器的負載運行狀態(tài)，當(dāng)配電變壓器長期處于輕載運行，短期處于高負載甚至過載運行時，極易導(dǎo)致電網(wǎng)電力設(shè)備損壞或燒毀，對電力供電帶來嚴峻考驗。
[0003]若將具有上述負荷特征臺區(qū)的配電變壓器更換為1.5倍或2.0倍額定容量的配電變壓器，則存在投資大、配電變壓器年均利用率低、運行費用高等問題，造成大量能源和資金浪費。高過載能力配電變壓器作為一種能夠承受一定時間內(nèi)過載運行的變壓器，當(dāng)負荷較小變壓器輕載運行時變壓器損耗與同容量常規(guī)配電變壓器的損耗基本相同；當(dāng)短時負荷較大變壓器過載運行時，變壓器可以可靠運行，且不影響變壓器壽命周期。目前高過載配電變壓器尚處于驗證應(yīng)用階段，若按照常規(guī)配電變壓器的選型方式，主要存在下述問題:
[0004]①:與同容量常規(guī)配電變壓器相比高過載配電變壓器制造成本較高，經(jīng)濟性較差;
[0005]②:在過載運行情況下，高過載能力配電變壓器的負載損耗遠大于1.5倍同容量常規(guī)配電變壓器，且長期過載運行會引起設(shè)備絕緣老化，影響使用壽命，甚至發(fā)生燒毀等問題。
[0006]因此，需要提供一種能夠有效克服的高過載能力配電變壓器因負荷特性差異影響器安全性，以及因選用標(biāo)準(zhǔn)單一造成高過載能力配電變壓器長期重載運行的應(yīng)用邊界條件確定方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本發(fā)明提供了一種高過載能力配電變壓器應(yīng)用邊界條件的確定方法，所述邊界條件為臺區(qū)的負荷特性指標(biāo)；所述負荷特性指標(biāo)包括新增臺區(qū)的負荷特性指標(biāo)INa和改造臺區(qū)的負荷特性指標(biāo)INt ;所述方法包括下述步驟:
[0008]步驟1:依據(jù)所述負荷特性指標(biāo)確定備選配電變壓器的類型和容量；
[0009]步驟2:計算每種類型配電變壓器的全壽命周期成本；
[0010]步驟3:校驗采用全壽命周期成本最小的配電變壓器后的臺區(qū)年平均負載率和戶均最大負荷值，從而確定所述高過載能力配電變壓器應(yīng)用邊界條件。
[0011]優(yōu)選的，所述負荷特性指標(biāo)包括:

W
[0012]臺區(qū)年平均負荷率Z?=876()/3 X 100% ；

廣 \M-N
[0013]最大負荷年平均增長率a =1-1；


\PM J
[0014]負荷分區(qū)及時間占比IX: = ;
[0015]其中，Pmax為年最大負荷，Pn為第N年最大負荷，Pm為第M年最大負荷，Teltjad為負荷值eload —年內(nèi)出現(xiàn)的時間，T為全年時間；
[0016]優(yōu)選的，所述配電變壓器的類型包括常規(guī)配電變壓器、高過載能力配電變壓器、1.5倍額定容量常規(guī)配電變壓器和有載調(diào)容配電變壓器；
[0017]依據(jù)所述負荷特性指標(biāo)初步確定備選配電變壓器包括:
[0018]設(shè)定配電變壓器運行目標(biāo)年，用最大負荷年平均增長率α判斷配電變壓器過載能力是否大于目標(biāo)年內(nèi)的最大負荷，用臺區(qū)年平均負荷率β判斷配電變壓器的運行損耗，從而得到備選配電變壓器的類型和容量；
[0019]優(yōu)選的，改造臺區(qū)的改造方法包括增加一臺配電變壓器和替換所述臺區(qū)的配電變壓器；
[0020]若增加一臺配電變壓器，則依據(jù)負荷分配原則確定所述配電變壓器的類型和容量；所述負荷分配原則為新增配電變壓器的容量不大于原有配電變壓器的容量，正常運行時兩臺配電變壓器平均承擔(dān)臺區(qū)負荷，非正常運行時新增配電變壓器承擔(dān)臺區(qū)最大負荷；
[0021]若替換所述配電變壓器，則依據(jù)所述負荷特性指標(biāo)確所述配電變壓器的類型和容量;
[0022]優(yōu)選的，所述步驟2中全壽命周期成本LCC的計算公式為:LCC = IC+0C+FC+DC ；
[0023]其中，所述IC為采購成本，所述OC為運行成本，所述FC為中斷供電損失成本，所述DC為報廢成本；
[0024]優(yōu)選的，所述運行成本的計算公式為:0C = WzXU ;其中，所述wz=Y\_P0+\.^n~p, +0.1 (a + 1.05",.?)]/;為年損耗電量，U 為電量單價；
[0025]P0為配電變壓器空載損耗，Jli為第i段的負載率，Ti為負載率為β i時持續(xù)的時間，Q0為空載無功損耗，Qk為負載無功損耗，η為運行年限；
[0026]優(yōu)選的，所述步驟3中校驗所述配電變壓器包括:
[0027]步驟3-1:計算采用所述配電變壓器后臺區(qū)的初始年平均負載率
~%s，Pm s AK %,變 η:客頁 tws ；
8760x5 χ cosily
[0028]步驟3-2:分別對所述初始年平均負載率Π和戶均最大負荷值進行校驗，校驗條件為:
[0029]初始年平均負載率η <0.5 ；
[0030]戶均最大負荷￥<P,其中，N為所述臺區(qū)的用戶個數(shù)，Pth為所述臺區(qū)的戶均最大負荷閾值。
[0031]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)異效果是:
[0032]1、本發(fā)明技術(shù)方案中，采用負荷特性指標(biāo)能夠準(zhǔn)確描述臺區(qū)的負荷特性，為臺區(qū)配電變壓器的類型和容量最優(yōu)化選擇奠定了基礎(chǔ)；
[0033]2、本發(fā)明技術(shù)方案中，針對新增臺區(qū)和改造臺區(qū)分別提出不同的配電變壓器配置方案選取方法，以全壽命周期成本最小為優(yōu)化目標(biāo)，年平均負載率和戶均最大負荷為約束條件，通過優(yōu)化計算最終給出高過載能力配電變壓器的適用范圍和應(yīng)用邊界條件，為電網(wǎng)高過載能力配電變壓器的選用提供依據(jù)；
[0034]3、本發(fā)明提供的一種高過載能力配電變壓器應(yīng)用邊界條件的確定方法，適用于短時集中用電負荷特性，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟效益，保障電網(wǎng)穩(wěn)定可靠的供電。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0036]圖1是:本發(fā)明實施例中一種高過載能力配電變壓器應(yīng)用邊界條件的確定方法流程圖；
[0037]圖2是:本發(fā)明實施例中臺區(qū)用電結(jié)構(gòu)分類圖；
[0038]圖3是:本發(fā)明實施例中臺區(qū)全壽命周期成本分類圖。

【具體實施方式】
[0039]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0040]本發(fā)明公開的高過載能力配電變壓器應(yīng)用邊界條件的確定方法，依據(jù)臺區(qū)的負荷特性指標(biāo)作為配電變壓器選型依據(jù)，通過全壽命周期成本分析選擇最優(yōu)的配電變壓器配置方案，最后采用臺區(qū)年平均負載率和戶均最大負荷值進行校驗，判斷所選的配電變壓器是否合理，若滿足校驗條件則應(yīng)用邊界條件即為-臺區(qū)的負荷特性指標(biāo)。
[0041]一、依據(jù)臺區(qū)用電結(jié)構(gòu)、用電量信息和歷史最大負荷計算臺區(qū)的負荷特性指標(biāo)，包括年平均負荷率β、年最大負荷增長率α和年最大負荷Pmax ;
[0042]1、如圖2所示本實施例中，依據(jù)農(nóng)網(wǎng)臺區(qū)不同用電對象的用電量占比，確定臺區(qū)用電結(jié)構(gòu)包括“以居民生活用電為主”、“生活用電與家庭小作坊并存”和“家庭小作坊用電占較大比重”三種負荷類型；其中“以居民生活用電為主”和“生活用電與家庭小作坊并存”的臺區(qū)短時用電特性較為突出；用電類型包括農(nóng)村居民生活用電、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電、小加工業(yè)用電和商業(yè)用電；三種不同負荷類型的年平均負荷率和非居民用電的占比推薦值如下表所示。
[0043]

【權(quán)利要求】
1.一種高過載能力配電變壓器應(yīng)用邊界條件的確定方法，所述邊界條件為臺區(qū)的負荷特性指標(biāo)；其特征在于，所述負荷特性指標(biāo)包括新增臺區(qū)的負荷特性指標(biāo)INa和改造臺區(qū)的負荷特性指標(biāo)INt ;所述方法包括下述步驟: 步驟1:依據(jù)所述負荷特性指標(biāo)確定備選配電變壓器的類型和容量； 步驟2:計算每種類型配電變壓器的全壽命周期成本； 步驟3:校驗采用全壽命周期成本最小的配電變壓器后的臺區(qū)年平均負載率和戶均最大負荷值，從而確定所述高過載能力配電變壓器應(yīng)用邊界條件。
2.如權(quán)利要求1所述的確定方法，其特征在于，所述負荷特性指標(biāo)包括:
W 臺區(qū)年平均負荷率/x|00% ;

f \M-N 最大負荷年平均增長率《 = 1-1； 負荷分區(qū)及時間占比DC = ￥; 其中，Pmax為年最大負荷，Pn為第N年最大負荷，Pm為第M年最大負荷，Teltjad為負荷值eload 一年內(nèi)出現(xiàn)的時間，T為全年時間。
3.如權(quán)利要求1所述的確定方法，其特征在于，所述配電變壓器的類型包括常規(guī)配電變壓器、高過載能力配電變壓器、1.5倍額定容量常規(guī)配電變壓器和有載調(diào)容配電變壓器； 依據(jù)所述負荷特性指標(biāo)初步確定備選配電變壓器包括: 設(shè)定配電變壓器運行目標(biāo)年，用最大負荷年平均增長率α判斷配電變壓器過載能力是否大于目標(biāo)年內(nèi)的最大負荷，用臺區(qū)年平均負荷率β判斷配電變壓器的運行損耗，從而得到備選配電變壓器的類型和容量。
4.如權(quán)利要求1或3所述的確定方法，其特征在于，改造臺區(qū)的改造方法包括增加一臺配電變壓器和替換所述臺區(qū)的配電變壓器； 若增加一臺配電變壓器，則依據(jù)負荷分配原則確定所述配電變壓器的類型和容量；所述負荷分配原則為新增配電變壓器的容量不大于原有配電變壓器的容量，正常運行時兩臺配電變壓器平均承擔(dān)臺區(qū)負荷，非正常運行時新增配電變壓器承擔(dān)臺區(qū)最大負荷； 若替換所述配電變壓器，則依據(jù)所述負荷特性指標(biāo)確所述配電變壓器的類型和容量。
5.如權(quán)利要求1所述的確定方法，其特征在于，所述步驟2中全壽命周期成本LCC的計算公式為:LCC = IC+0C+FC+DC ； 其中，所述IC為采購成本，所述OC為運行成本，所述FC為中斷供電損失成本，所述DC為報廢成本。
6.如權(quán)利要求5所述的確定方法，其特征在于，所述運行成本的計算公式為:0C=WzXU ； 其中，所述％=玄[尸0+丨.()5",26 +0.1(β, + 1,05",說)]7；為年損耗電量，U為電量單價； Ptl為配電變壓器空載損耗，Hi為第i段的負載率，Ti為負載率為^^時持續(xù)的時間，Qtl為空載無功損耗，Qk為負載無功損耗，η為運行年限。
7.如權(quán)利要求1所述的確定方法，其特征在于，所述步驟3中校驗所述配電變壓器包括:


W 步驟3-1:計算采用所述配電變壓器后臺區(qū)的初始年平均負載率——8760x5 χ?;λ'Φ所述W為臺區(qū)年用電量，所述S為配電變壓器額定容量； 步驟3-2:分別對所述初始年平均負載率η和戶均最大負荷值進行校驗，校驗條件為:初始年平均負載率Π < 0.5 ;戶均最大負荷^<尺；其中，N為所述臺區(qū)的用戶個數(shù)，Pth為所述臺區(qū)的戶均最大負荷閾值。
【文檔編號】G06Q50/06GK104166947SQ201410407400
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】寇凌峰, 盛萬興, 王金麗, 梁英, 王金宇, 宋祺鵬, 楊紅磊, 王利, 方恒福, 程惠濤, 陳慶華, 劉至鋒, 蔡政權(quán) 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)福建省電力有限公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院